Anglicky: Combustion characteristics of compression ignition engine operating on rapeseed oil-diesel fuel blends
Zdroj: Čedík, J., Pexa, M., Mader, D., Pražan, R. 2019. Combustion characteristics of compression ignition engine operating on rapeseed oil-diesel fuel blends. Agronomy Research, 17 (S1), p. 957–973.
Klíčová slova: "biopaliva, tlak ve válci, rychlost uvolňování tepla, účinnost motoru"
Dostupný z: https://agronomy.emu.ee/wp-content/uploads/2019/04/BSE2019_Vol17SI1_Cedik.pdf#abstract-6622
Vliv biopaliv na provozní parametry spalovacích motorů, jako jsou výkon nebo produkce emisí, bývá často sledován. Tyto změny jsou však založeny na vlivu biopaliv na průběh spalovacího tlaku uvnitř spalovacího prostoru. Příspěvek se zabývá vlivem směsí řepkového oleje a nafty na spalovací charakteristiky vznětového motoru s přeplňováním. Průběh tlaku ve válci motoru byl měřen, analyzován a byla vypočtena rychlost uvolňování tepla. Byla vypočtena a vyhodnocena měrná spotřeba paliva, indikovaná a tepelná účinnost motoru, také byla vyhodnocena teplota náplně ve válci a prodleva vznícení. Jako zkušební palivo byly vybrány 5% a 20% koncentrace řepkového oleje v motorové naftě, jako reference byla použita 100% motorová nafta bez biosložky. K měření byl použit turbodmychadlem přeplňovaný motor Zetor 1204, umístěný v traktoru Zetor Forterra 8642. Během měření byly otáčky motoru udržovány konstantní cca 1950 min-1 a zatížení motoru bylo voleno cca. 20, 60, 80 a 100%. Výsledky ukázaly snížený maximální tlak ve válci, sníženou intenzitu rychlosti uvolňování tepla a dřívější konec spalování ve všech testovaných zátěžích u obou testovaných palivových směsí ve srovnání s naftou. Nejnižšího maximálního tlaku ve válci bylo dosaženo s použitím paliva s 5% řepkového oleje. Palivo s obsahem 5% řepkového oleje také vykázalo nejvyšší indikovanou účinnost. Zpoždění vznícení bylo u obou směsných paliv kratší než u motorové nafty.
U obou testovaných palivových směsí byl ve srovnání s motorovou naftou zjištěn nižší tlak ve válci během kompresního i expanzního zdvihu. Statisticky významné snížení maximálního tlaku ve válci bylo zjištěno při všech zatíženích pro obě palivové směsi. To může být způsobeno nižší výhřevností v kombinaci s nižším průtokem vzduchu.
Byl zjištěn dřívější konec spalování a doba spalování byla u obou testovaných palivových směsí ve srovnání s motorovou naftou zkrácena. V důsledku toho bylo během spalování uvolněno nižší množství tepla.
Navzdory nižšímu teplu, uvolněnému při spalování, byla indikovaná práce srovnatelná ve všech měřicích bodech pro všechna paliva. Je to důsledek nižšího hmotnostního průtoku vzduchu, který může být způsoben rozdílnou kinetickou energií a teplotou výfukových plynů, které ovlivňují turbodmychadlo. Nižší hmotnostní náplň vzduchu ve válci pak během kompresního zdvihu spotřebovává méně energie.
Prodleva vznícení byla kratší při použití směsných paliv ve všech měřených zatíženích ve srovnání s motorovou naftou. Palivo obsahující 20% řepkového oleje dosáhlo nejkratší prodlevy vznícení ve 3 ze 4 naměřených zatížení. Příčinou může být vyšší teplota vzduchu, nasávaného do válce způsobenou vyšší teplotou turbodmychadla, při použití směsných paliv v kombinaci s fyzikálními a chemickými vlastnostmi řepkového oleje.
Ve srovnání s motorovou naftou byla indikovaná účinnost a termální účinnost motoru výrazně zvýšena, zatímco měrná spotřeba paliva byla mírně snížena při použití palivové směsi s 5% řepkového oleje. Naopak, 20% směs řepkového oleje způsobila zvýšení měrné spotřeby paliva a mírné snížení termální účinnosti motoru i indikované účinnosti.
Ze získaných výsledků je zřejmé, že z hlediska spalovacích charakteristik a účinnosti motoru vykazovalo palivo s 5% řepkového oleje nejlepší výsledky z testovaných paliv. Palivová směs s 5% řepkového oleje a její spalování jsou blíže motorové naftě než směs s 20% řepkového oleje, zatímco vyšší množství kyslíku přispívá k vyšší účinnosti motoru ve srovnání s motorovou naftou.
